文／胡新亮、徐原文、鐘翰虎 長沙市公共工程建設(shè)中心 湖南長沙 410007

近年來，盾構(gòu)法作為隧道工程的主流工藝，在城市軌道交通工程中應(yīng)用廣泛，隨著國內(nèi)城軌的快速興起，盾構(gòu)從裝備到結(jié)構(gòu)理論再到施工運維，都有了突飛猛進的發(fā)展[1]。2011-2018年全國對城市軌道的投資隨著城市軌道建設(shè)的不斷增長，年總投資額從1628 億元增長至5470 億元，增長236%，且未來仍有一定的增長趨勢[2]。隨著國內(nèi)城市軌道年總投資額的不斷增長，且盾構(gòu)生產(chǎn)80%左右為小直徑盾構(gòu)（φ ≤5m）[3]，城軌附屬配套供電工程采用小直徑盾構(gòu)電力隧道的情況日益增多，小直徑盾構(gòu)在市政各類工程中具有廣闊的應(yīng)用價值及發(fā)展前景。

目前，國內(nèi)對于盾構(gòu)造價的相關(guān)研究較少，已有的盾構(gòu)造價研究主要涉及盾構(gòu)區(qū)間的造價構(gòu)成、影響因素、經(jīng)濟指標(biāo)[4]、盾構(gòu)機攤銷費用[5]及各省市定額對比分析[6]等，對于盾構(gòu)穿越不同類型關(guān)鍵節(jié)點區(qū)間（各類風(fēng)險源影響下的不利條件）較正常掘進段的水平差異研究近趨于無。茲結(jié)合湖南省某小直徑盾構(gòu)電力隧道項目，以實測數(shù)據(jù)資料為依據(jù)，開展小直徑盾構(gòu)穿越不同類型關(guān)鍵節(jié)點區(qū)間造價控制研究，量化不同關(guān)鍵節(jié)點類型對盾構(gòu)造價的影響，并歸納總結(jié)相關(guān)造價控制建議及設(shè)計施工技術(shù)經(jīng)驗，為在后類似小直徑盾構(gòu)項目的順利建設(shè)和投資控制的合理確定提供可靠的數(shù)據(jù)參考及經(jīng)驗指導(dǎo)，具有十分重要的理論價值及現(xiàn)實意義。

1、研究區(qū)概況

經(jīng)長期全過程現(xiàn)場跟蹤測算，茲選取湖南省某小型盾構(gòu)隧道為研究對象，對該小型盾構(gòu)隧道的關(guān)鍵節(jié)點（各不利條件），如小轉(zhuǎn)彎、下穿高架橋墩、下穿民房區(qū)間、下穿地鐵區(qū)間、下穿高壓鐵塔、下穿瀏陽河，進行造價控制分析研究。某小型盾構(gòu)隧道全程設(shè)置3 個盾構(gòu)井和8 個電纜出線井，管線全長約5836.318m，其中南線3025.176m，北線2811.142m，隧道內(nèi)徑3.6m，外徑4.1m。盾構(gòu)沿線地層較為復(fù)雜，主要為礫巖（50.88%）、泥質(zhì)粉砂巖（18.37%）、卵石（18.12%）等，共計8種不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型。盾構(gòu)全線下穿各類型關(guān)鍵節(jié)點共計47 處，其中：小轉(zhuǎn)彎20 處、民房區(qū)間3 處、高架橋墩8處、地鐵區(qū)間12 處、高壓鐵塔3 處、瀏陽河1 處。

圖1 盾構(gòu)隧道地質(zhì)剖面(南線)

2、數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)資料來源于某小型盾構(gòu)電力隧道現(xiàn)場跟蹤實測及實際調(diào)研。其中，人工耗時、機械臺班主要來源于現(xiàn)場實測；材料消耗主要依據(jù)項目部倉庫記錄及現(xiàn)場實測；勞務(wù)組織情況摸底于勞務(wù)班組，并結(jié)合參考市場調(diào)研水平；材料、機械設(shè)備價格主要依據(jù)項目部購買或租賃單價（適當(dāng)考慮攤銷次數(shù)），并參考人材機庫價格及市場調(diào)研水平綜合取定。材料、機械清單根據(jù)各省軌道定額“正常段掘進子目”，并根據(jù)項目現(xiàn)場實際情況予以調(diào)整。

3、關(guān)鍵節(jié)點造價水平分析

3.1 分析原則及方法

3.1.1 人工費分析

人工費主要包含掘進班費用、測量班費用，維保班及機上人工費均計入機械費中。區(qū)間人工費具體分析計算方法如下：

班組出勤班次根據(jù)掘進區(qū)間全過程跟蹤記錄天數(shù)按早晚2 個班制（24h）計取；區(qū)間掘進班、測量班人工費根據(jù)班組人員月工資費用折算，其中掘進班考慮每班1h 正常清淤時間，并根據(jù)正常掘進占總掘進時間占比，剔除非正常掘進因素影響。目前盾構(gòu)勞務(wù)管理模式基本為勞務(wù)分包，由具備相應(yīng)資質(zhì)的勞務(wù)分包單位承包，考慮其合理的管理費及利潤，最終折計得盾構(gòu)區(qū)間每延米人工費。

班組出勤班次=區(qū)間掘進天數(shù)＊2 班

C 掘=掘進班單班費用＊出勤班次＊1.083＊n%

C 測=測量班月工資＊總工期/隧道總長度＊區(qū)間長度

區(qū)間人工費=（C 掘+C 測）＊（1+29.86%+7%）

區(qū)間延米人工費=區(qū)間人工費/區(qū)間長度

式中：C 掘為區(qū)間掘進班費用；C 測為區(qū)間測量班費用；1.083 為清淤系數(shù)，按每班1h 計；n%為正常掘進占總掘進時間占比；29.86%為管理費；7%為利潤。

3.1.2 材料費分析

材料費主要包含盾構(gòu)刀具費、各類油脂、管片連接螺栓、電纜及其他材料費。盾構(gòu)刀具費根據(jù)總換刀費用綜合地質(zhì)情況考慮，材料費與正常段的主要區(qū)別在于各類油脂，其余材料基本與正常段保持一致。

3.1.3 機械費分析

機械費主要包含盾構(gòu)機、電瓶車組、門式起重機及其他機械費，與正常段的主要區(qū)別在于盾構(gòu)機，龍門吊存在一定影響，其余機械基本與正常段保持一致。

3.2 分析結(jié)果

根據(jù)以上分析方法，對正常段、小轉(zhuǎn)彎、下側(cè)穿建構(gòu)筑物、下側(cè)穿地鐵、下穿瀏陽河關(guān)鍵節(jié)點進行統(tǒng)計測算，可得出“關(guān)鍵節(jié)點與正常段掘進費用對比表”，如表1所示。

表1 關(guān)鍵節(jié)點與正常段掘進費用對比表

4、關(guān)鍵節(jié)點造價控制要點

4.1 采用專業(yè)素質(zhì)較強的施工團隊

通過對某電力隧道項目全線所有關(guān)鍵節(jié)點的人工耗時進行統(tǒng)計分析，計算1 個盾構(gòu)班組（正常為18 人）掘進、拼裝1m 所需總用時，得到圖2 某電力隧道人工耗時指標(biāo)圖。由圖分析可知，部分段指標(biāo)較為異常，工期延誤較為嚴(yán)重，主要原因在于清理隧道、補漏注漿、機械損壞維修等非正常停機過多所致。

圖2 某電力隧道人工耗時指標(biāo)圖

盾構(gòu)機掘進、管片拼裝、注漿、出渣等各環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密，系為一個完整的循環(huán)系統(tǒng)，某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，往往導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法正常運行，致使整體工期延誤。專業(yè)素質(zhì)不夠的施工團隊在應(yīng)對關(guān)鍵節(jié)點、復(fù)雜地層、正規(guī)操作保養(yǎng)機械等方面均有所欠缺，出現(xiàn)問題后往往導(dǎo)致長時間停機停工。采用專業(yè)素質(zhì)較強的施工團隊，能夠從施工組織管理及實際施工操作等方面有效減少此類非正常原因?qū)е碌耐９ぱ诱`，從而大大減少不必要的人工及機械費用支出，保證工程按期順利推進完成。

4.2 盾構(gòu)機臺班降效

通過對某電力隧道項目全過程駐場跟蹤測算，實時記錄各關(guān)鍵節(jié)點區(qū)間盾構(gòu)機掘進的真實施工情況，再對其機械工作時間消耗予以分類整理，去除掉其中不合理的損失時間，如長時間盾構(gòu)維保停工、洞內(nèi)清淤、工人遲到早退等，考慮正常維保及清淤等工作時間，按正常每班1h 清淤+1h日常維護，每周集中維保24h 計，進而得到盾構(gòu)機必須消耗的時間。針對各關(guān)鍵節(jié)點區(qū)間及正常段盾構(gòu)機必須消耗時間進行對比分析，從而得出表2 關(guān)鍵節(jié)點與正常段盾構(gòu)機臺班消耗及降效表。

表2 關(guān)鍵節(jié)點與正常段盾構(gòu)機臺班消耗及降效表

不同類型關(guān)鍵節(jié)點其盾構(gòu)機臺班降效系數(shù)不同，綜合考慮大致在6%左右。針對關(guān)鍵節(jié)點盾構(gòu)機臺班降效，可從以下幾方面采取措施予以預(yù)防控制：1.正式穿越前對所有施工人員進行技術(shù)交底；對基礎(chǔ)等建構(gòu)筑物進行必要的補探，對巖溶地區(qū)加密鉆探，確定建構(gòu)筑物、巖溶與隧道的相對位置關(guān)系。2.掘進過程中合理設(shè)定土壓力平衡值，控制土倉壓力，使土倉壓力在靜止土壓力和被動土壓力之間，以避免欠挖和超挖；嚴(yán)格控制和調(diào)整推進速度，加密、加勤測量，減小軸線誤差，盡量避免大糾偏；根據(jù)地質(zhì)情況和線路走向趨勢，復(fù)核調(diào)整盾構(gòu)備姿態(tài)；加強對盾構(gòu)機的日常及定期維修保養(yǎng)。

4.3 控制盾構(gòu)過井費用

盾構(gòu)過井作為電力隧道盾構(gòu)掘進過程中多次經(jīng)過的關(guān)鍵節(jié)點，首先需明確實際施工是“先隧后井”還是“先井后隧”，若為“先隧后井”，則無中間段盾構(gòu)過井費用，僅有盾構(gòu)始發(fā)及接收費用。盾構(gòu)過井方式常規(guī)采用盾構(gòu)基座過井；根據(jù)地質(zhì)情況及井端頭注漿加固效果，可考慮采用鋼套筒過井；回填過井雖可縮短工期，但可能影響主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量，安全風(fēng)險較大，且對端頭加固質(zhì)量要求較高，分層破洞門時透水風(fēng)險較大，工序轉(zhuǎn)換較多，施工組織難度較大，一般不建議采用[7]。

小型盾構(gòu)過井不同于地鐵過站，其實際施工作業(yè)面小，無法按照地鐵過站方式進行施工組織，且針對砂卵石富水地層，如井端頭注漿加固效果不佳，常規(guī)盾構(gòu)基座過井方式并不可取，需采用鋼套筒，會導(dǎo)致費用大大增加，但可根據(jù)項目具體情況，合理確定需采用鋼套筒的長度，以此控制并降低鋼套筒過井成本。

結(jié)語：

本文結(jié)合湖南某小型盾構(gòu)電力隧道工程，在大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集統(tǒng)計及廣泛的調(diào)研工作基礎(chǔ)上，對小直徑盾構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點區(qū)間與正常段造價水平進行了分析，并針對關(guān)鍵節(jié)點的造價控制要點進行了較為詳細(xì)的闡述，得出的結(jié)論有：（1）對比正常段掘進，不同類型關(guān)鍵節(jié)點區(qū)間費用均有所上升，比例系數(shù)介于1.04-1.08 之間；（2）采用專業(yè)素質(zhì)較強的施工團隊，能夠從施工組織管理及實際施工操作等方面有效減少非正常原因?qū)е碌耐９ぱ诱`，從而大大減少不必要的人工及機械費用支出；（3）不同類型關(guān)鍵節(jié)點其盾構(gòu)機臺班降效系數(shù)不同，綜合考慮大致在6%左右。（4）盾構(gòu)過井方式常規(guī)建議采用盾構(gòu)基座，鋼套筒視地質(zhì)情況及注漿加固效果采用，回填過井一般不建議采用。本文從實際出發(fā)，對小直徑盾構(gòu)隧道關(guān)鍵節(jié)點造價水平及控制要點開展了相關(guān)研究工作，旨在為在后國內(nèi)類似小直徑盾構(gòu)隧道關(guān)鍵節(jié)點有關(guān)造價工作提供可靠的參考依據(jù)及借鑒。